辫群上的不经意传输协议*

量子计算的快速发展给基于整数分解或离散对数问题的密码协议带来严重威胁。为了研究抵抗量子分析的密码协议,基于非交换的辫群提出了一个2取1不经意传输协议,并将其扩展为N取1不经意传输协议。在共轭搜索问题和多重共轭搜索问题难解的前提下协议能同时保证发送方和接收方的隐私性。     

用Elgmmal和ECC构造的不经意传输协议

1981年Radin提出了不经意传输(OT)协议的概念,并利用了RSA构造出了OT协议.介绍了EIGamal和ECC公钥加密体系,并利用它们构造出了满足要求的OT协议,并分析了其安全性.     

不经意传输协议研究综述

在互联网快速发展、大数据的挖掘与应用已渗透到各行各业的今天, 如何安全且高效地共享、使用海量数据成为新的热点研究问题. 安全多方计算是解决该问题的关键技术之一, 它允许一组参与方在不泄露隐私输入的前提下进行交互, 共同计算一个函数并得到输出结果. 不经意传输协议, 也叫茫然传输协议, 是一种保护隐私的两方通信协议, 消息发送者持有两条待发送的消息, 接收者选择一条进行接收, 事后发送者对接收者获取哪一条消息毫不知情, 接收者对于未选择的消息也无法获取任何信息. 不经意传输协议是安全多方计算技术的关键模块之一, 其效率优化可有效推动安全多方计算技术的应用落地, 对于特殊的两方安全计算协议如隐私集合交集计算尤为重要. 总结了不经意传输协议的分类及几种常见的变体, 分别阐述了基于公钥密码的不经意传输协议的构造和研究进展, 以及不经意传输扩展协议的构造和研究进展, 由此引出不经意传输扩展协议的效率优化研究的重要性. 同时, 在半诚实敌手和恶意敌手这两种敌手模型下, 分别对不经意传输协议和不经意传输扩展协议的效率优化研究进展进行了全面梳理. 另一方面, 从应用角度对不经意传输协议和不经意传输扩展协议在工程实现中常用的优化技术进行了系统化分析. 最后, 总结了不经意传输协议和不经意传输扩展协议研究目前所面临的主要问题及未来发展趋势.     

基于椭圆曲线公钥系统的不经意传输协议

不经意传输是密码学中的基础协议。使公钥系统具有不经意传输功能有重要的实际意义。利用椭圆曲线公钥系统设计了两个k-out-of-n不经意传输协议,协议充分利用公钥系统的优势,不需要预先建立认证通道,同时椭圆曲线公钥系统的高效性使协议具有很高的执行效率。第一个方案直接利用椭圆曲线公钥系统的加密方法和解密方法设计;第二个方案是第一个方案的改进,它保留了原方案的优势,同时降低了执行的开销。椭圆曲线公钥系统的概率加密性可以大大扩展协议的应用范围。两个协议都能够保证发送者和接收者的隐私性,同时能够抵抗冒名攻击、重放攻击以及中间人攻击,因此在不安全的信道传递消息时依然是安全的。     

辫子群上新的难解问题及其密码学应用研究

利用Shor，Boneh和Lipton等的量子算法不仅可以在多项式时间内分解大整数，还可以有效解决离散对数和椭圆曲线上的离散对数问题，传统的基于这三类难解问题的公钥密码系统在量子计算机时代将变得不再安全．辫子群是一类较适合构造抵抗量子密码分析的计算平台，但目前基于辫子群的公钥密码系统所凭借的难解问题都得到了一定程度的解决．两类新的难解问题是根据P次方根问题的难解性和线性表示攻击提出的．在此基础上构造了一个新的密钥协商协议，分析了协议的安全性，给出了参数选择建议和理由．新的密钥协商协议可以抵抗目前已知的各种攻击．     

ECC数字签名协议的安全性研究与分析

公钥密码体制在现代密码学中占有极其重要的地位,目前己建立或正在建立的各种安全信息传输和交换系统的框架都是按照公钥密码学理论来构筑的。椭圆曲线密码是目前最具潜力的一类公钥密码系统,其安全性问题自然得到了人们的广泛关注和研究。该文介绍了一种数字签名协议,并对其安全性进行了分析。该协议具有一定的代表性,而对协议的分析具有一定的通用性,分析方法也可用于其他数字签名协议的分析中,在此基础上,该文给出了设计数字签名协议的基本原则。     

关于HFE密码系统的密钥问题研究

多变量密码系统的设计与分析在理论探索与实际应用中扮演着重要的角色.在现有的多变量密码系统中,由Partarin在1996年提出的HFE密码系统被认为是最有前途的.在许多应用中,因HFE密码系统快速的公钥加密等原因,它还是一个很有前途的公钥密码.它的安全性是基于有限域F上的多元二次方程组的求解问题.在HFE公钥密码系统中,密钥问题是一个很重要的问题,但目前还没有映射φ:K-Fn[其中K是F的n次扩展,F的特征为2]及其逆的作用下,对每一个非平凡公钥都有qn(n 1)n/Ⅱi=1(qi-1)2个非平凡私钥与之相对应,同时得出结论:求有限域F上的任意二次方程组的解[方程的个数优小于等于变元的个数n]都可转化求有限域K(K是有限域F的"次扩展)上多项式方程的根,另外还给出了有限域F上HFE密码系统的两类弱密钥.这些结果不但能加深对HFE密码系统的理解,而且也可能产生对HFE密码系统的新的攻击.     

ECC数字签名协议的安全性研究与分析

公钥密码体制在现代密码学中占有极其重要的地位,目前已建立或正在建立的各种安全信息传输和交换系统的框架都是按照公钥密码学理论采构筑的。椭圆曲线密码是目前最具潜力的一类公钥密码系统,其安全性问题自然得到了人们的广泛关注和研究。本文介绍了一种数字签名协议,并对其安全性进行了分析。该协议具有一定的代表性,而对协议的分析具有一定的通用性,分析方法也可用于其它数字签名协议的分析。在此基础上,本文给出了设计数字签名协议的基本原则。     

基于共管锁的密码协议模型

为了改变现有的数据库加密系统功能单一的现状,将共管锁模型和不经意传输协议引入已有的数据库加密系统,构造一种新的密码协议模型。新模型将联合验证身份,累加用户权限,双向传输保密的数据,以及反复多次加密数据四个部分集合成一个整体。这样可以使得密码协议模型适用的范围更加广泛。     

混合密码系统在安全传输中的应用

结合公钥密码和对称密码系统的混合密码系统以其较快的速度和较高的强度提供了信息的可鉴别性和保密性等功能，在网络安全中起着重要的作用，在分析现有加密系统的基础上，针对某一具体企业的自身需求，构造了一种基于站间协议的实用的安全混合密码信息传输方法，实现了企业多个分布信息点数据库向总数据库的安全传输，以及各分布点总部的安全查询。     

A New Efficient Protocol for k-out-of-n Oblivious Transfer

Abstract

This paper presents a new efficient protocol for k-out-of-n oblivious transfer which is a generalization of Parakh's 1-out-of-2 oblivious transfer protocol based on Diffie-Hellman key exchange. In the proposed protocol, the parties involved generate Diffie-Hellman keys obliviously and then use them for oblivious transfer of secrets.     

ID-based non-interactive zero-knowledge proof system based on one-out-of-two non-interactive oblivious transfer

In this paper, we propose an ID-based non-interactive zero-knowledge proof system based on the 1-out-of-2 noninteractive oblivious transfer protocol. This zero-knowledge proof system is secure against a newly discovered cheating attack.     

Cut-and-Choose双向不经意传输

不经意传输作为现代密码学的一个基本工具,在安全协议的研究中起着重要作用.近年来,许多功能性更强的不经意传输变种被提出,以适应不同的需求和环境.提出一个新的不经意传输变种,称为cut-and-choose双向不经意传输;基于同态加密给出该原语的一轮高效协议构造,且在半诚实模型下形式化证明该协议的安全性.将cut-and-choose双向不经意传输运用到基于cut-and-choose技术的安全协议(尤其是安全两方计算)中,可以更具模块化地描述协议高层框架,降低协议交互轮数.此外,作为信息安全领域的一个底层基本工具,该原语本身也具有独立的研究意义.     

Universally composable oblivious transfer from ideal lattice

As a fundamental cryptographic primitive, oblivious transfer (OT) is developed for the sake of efficient usability and combinational feasibility. However, most OT protocols are built upon some quantum non-immune cryptosystems by assuming the hardness of discrete logarithm or factoring problem, whose security will break down directly in the quantum setting. Therefore, as a subarea of postquantum cryptography, lattice-based cryptography is viewed as a promising alternative and cornerstone to support for building post-quantum protocols since it enjoys some attractive properties, such as provable security against quantum adversaries and lower asymptotic complexity. In this paper, we first build an efficient 1-out-of-2 OT protocol upon the hardness of ring learning with errors (RLWE) problem, which is at least as hard as some worst-case ideal lattice problems. We show that this 1-out-of-2 OT protocol can be universally composable and secure against static corruptions in the random oracle model. Then we extend it to a general case, i.e., 1-out-of-N OT with achieving the same level of security. Furthermore, on the basis of the above OT structure, we obtain two improved OT protocols using two improved lattice-based key exchange protocols (respectively relying on the RLWE problem and learning with errors (LWE) problem, and both achieving better efficiency by removing the Gaussian sampling for saving cost) as building blocks. To show that our proposed OT protocol indeed achieves comparable security and efficiency, we make a comparison with another two lattice-based OT protocols in the end of the paper. With concerning on the potential threat from quantum computing and expecting on the practical use of OT with high efficiency, an efficient post-quantum OT protocol is pressing needed. As shown in this paper, our proposed OT protocols may be considered as post-quantumOT candidates since they can both preserve provable security relying on lattice problems and enjoy practical efficiency.     

基于辫子群的不经意传输协议

分析指出现有辫子群上的不经意传输协议通过辫元的指数形式隐藏接收者的选择信息进而保证其隐私性,辫元指数形式的存在导致该协议计算效率较低。基于辫子群上同时共轭搜索问题和分解问题的难解性,提出了一个N取M不经意传输协议,当M=1时对应协议比现有协议的计算效率更高。     

基于OT的多方匿名身份查询协议

多方数据源的隐私信息安全检索是网络安全中亟待解决的问题,不经意传输技术的特点是能够保证各个参与方的数据安全,因此将不经意传输技术与密码学中的同态密码及对称密码相结合,设计了一种多方数据源匿名查询协议。首先,基于不经意传输的思想设计了一种三方匿名查询协议,给出了协议的模型及协议的具体流程。其次,对协议的正确性与安全性进行了证明与分析。最后,将三方匿名查询协议扩展到多方查询协议,并将其应用于数字产品交易中黑名单用户的验证,解决了在网络安全交易过程中买家用户恶意交易问题。实验数据表明,该算法在保证各方数据安全的情况下查询结果正确且效率高。     

椭圆曲线上高效可完全模拟的不经意传输协议

不经意传输协议是安全多方计算的一个关键技术,是当前网络与信息安全研究的热点。基于双线性对及椭圆曲线上的困难问题,分别设计了半诚实模型下和标准恶意模型下的安全高效N选1不经意传输协议。,在半诚实模型下设计了一个椭圆曲线上的不经意传输协议,该协议只需2轮交互,接收方需要2次双线性对运算和1次椭圆曲线倍点运算,发送方需要n次椭圆曲线倍点运算和n次模幂运算,协议的安全可规约到椭圆曲线上的离散对数问题;构建了基于椭圆曲线上双线性对的零知识证明方案,并设计了一个恶意模型下的不经意传输协议,该协议只需3轮交互,接收者需要3次双线性对运算和3次椭圆曲线倍点运算,发送者需要n+1次椭圆曲线倍点运算和n+1次模幂运算,协议能在标准恶意模型下抵抗参与者的恶意攻击行为。实验结果得到在半诚实模型下协议平均运行时间需要0.787 9 s,在标准恶意模型下协议平均运行时间需要1.205 6 s,进一步论证协议的速度。